在用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁開裂成因及處治技術(shù)研究

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1、在用預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁開裂成因及處治技術(shù)研究在用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁開裂成因及處治技術(shù)研究報告簡本1.研究背景與意義預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)起源于第二次世界大戰(zhàn)后的歐洲，德國和法國分別率先把懸臂澆筑和懸臂拼裝這兩種施工技術(shù)運用到預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋梁上。從受力特點上來講，預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁抗彎和抗扭剛度大，可以承受較大的正負彎矩和扭矩作用，特別適合懸臂施工，加上預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點，使這種結(jié)構(gòu)型式非常適合用于連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)等大跨結(jié)構(gòu)。同時預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁和連續(xù)剛構(gòu)橋的造型簡潔美觀，整體性和連續(xù)性好，行車舒適，易養(yǎng)護

2、，施工便利，工藝較為成熟。因此，在世界范圍內(nèi)被廣泛得到使用，在40~300m的經(jīng)濟跨徑范圍內(nèi)，此類橋型是最有競爭力的橋型之一。從70年代開始，我國公路上開始修建大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，進入80年代后，預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋和預(yù)應(yīng)力箱梁連續(xù)剛構(gòu)橋得到了迅猛發(fā)展，現(xiàn)已成為我國大跨度橋梁的主要橋型之一。在我國的高等級公路上修建了大量大跨度預(yù)應(yīng)力箱形截面橋梁，主跨徑達100m的橋梁數(shù)以百計，200m以上的也已超過了30座。但是，在運營過程中預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁的腹板、頂板、底板、橫隔板以及錨固齒板等部位出現(xiàn)了不同形式的裂縫，

3、開裂程度輕重不一。這些裂縫的存在，對結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和正常使用產(chǎn)生了十分不利的影響：（1）裂縫出現(xiàn)破壞了結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算假定條件，結(jié)構(gòu)的受力由于剛度變化引起內(nèi)力重分布，一些斷面內(nèi)力增加，導(dǎo)致這些斷面的安全度降低，嚴重者甚至造成橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。（2）失去混凝土保護的鋼筋會受到空氣中有害物質(zhì)的侵蝕，將加速鋼筋的銹蝕，削弱橋梁的耐久性，縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命，特別是預(yù)應(yīng)力鋼束（筋）的腐蝕屬“高應(yīng)力腐蝕”，其危害性更大。（3）裂縫削弱箱梁的剛度，使箱梁變形增大。國內(nèi)主跨245m的某大橋由于出現(xiàn)了大量裂縫，跨中嚴重下?lián)?，最大達32c

4、m。10在用預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁開裂成因及處治技術(shù)研究目前公路管理部門對于出現(xiàn)大量裂縫的橋梁一般都采取了限載限速的措施，大大削弱了橋梁的使用功能。近年來，我國公路在用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁開裂問題尤為突出，已引起科研、設(shè)計和管理部門的廣泛關(guān)注。迫切需要探明箱梁結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機理和形成規(guī)律，改進和完善設(shè)計、施工措施，了解箱梁開裂后的使用性能，以及研究相應(yīng)的加固處治方法，為此類橋梁的設(shè)計、施工、養(yǎng)護提供技術(shù)支持。2.研究目標(biāo)本項目在我國預(yù)應(yīng)力箱梁開裂成因分析和處治技術(shù)方面已取得的理論與應(yīng)用成果基礎(chǔ)上，對預(yù)應(yīng)力

5、連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁開裂問題進行系統(tǒng)的研究。通過本項目的研究，明確在用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁典型裂縫的產(chǎn)生原因，探尋先進、經(jīng)濟、實用的預(yù)應(yīng)力箱梁檢測技術(shù)，探討開裂預(yù)應(yīng)力箱梁橋安全性評估方法，并提出實用、有效的預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁開裂的防治措施和加固技術(shù)。3.主要研究內(nèi)容及實施方案3.1主要研究內(nèi)容本項目共分4個專題，各專題包括若干分項，具體如下：3.1.1專題1：預(yù)應(yīng)力箱梁裂縫調(diào)查及檢測技術(shù)研究(1)預(yù)應(yīng)力箱梁裂縫調(diào)查(2)預(yù)應(yīng)力箱梁檢測技術(shù)研究3.1.2專題2：預(yù)應(yīng)力箱梁開裂成因分析研究(1)結(jié)構(gòu)參

6、數(shù)的平面分析(2)箱梁空間效應(yīng)分析(3)箱梁溫度梯度模式的影響研究(4)設(shè)計因素影響分析及改進措施研究(5)施工因素影響分析及改進措施研究10在用預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁開裂成因及處治技術(shù)研究3.1.3專題3：預(yù)應(yīng)力箱梁開裂后的性能研究(1)裂縫對預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)剛度、承載力的影響研究(2)預(yù)應(yīng)力箱梁開裂后結(jié)構(gòu)安全評定指標(biāo)的研究3.1.4專題4：預(yù)應(yīng)力箱梁維修加固技術(shù)研究(1)裂縫封閉技術(shù)研究(2)結(jié)構(gòu)補強技術(shù)研究3.2具體的實施方案3.2.1專題1的研究實施方案（1）預(yù)應(yīng)力箱梁裂縫調(diào)查對公路在用預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁、連續(xù)

7、剛構(gòu)橋箱梁在全國范圍內(nèi)進行調(diào)查，了解我國箱梁開裂的基本狀況。一方面為本課題的研究提供全面的資料，另一方面為此類橋梁的養(yǎng)護、加固計劃安排提供依據(jù)。調(diào)查采用“由面到點”兩階段調(diào)查方式，即通過向全國公路有關(guān)部門發(fā)放調(diào)查表進行普查，在此基礎(chǔ)上對典型和狀態(tài)完好的橋梁進行重點調(diào)查，現(xiàn)場檢查箱梁的開裂狀況。普查項目主要有：結(jié)構(gòu)形式、總體參數(shù)、預(yù)應(yīng)力鋼束布置形式和類型、結(jié)構(gòu)變形、裂縫形式和分布、過橋車輛超載情況等方面。在詳細調(diào)查階段，除現(xiàn)場觀察箱梁內(nèi)外表面裂縫的形態(tài)特征和分布外，補充和核實普查資料，收集有關(guān)橋梁的設(shè)計、施工、監(jiān)理、運營等

8、資料。對調(diào)查的箱梁裂縫進行分類，了解裂縫特性，歸納出典型裂縫，并對其可能成因進行初步總結(jié)，為下一步的理論分析確定其開裂原因奠定基礎(chǔ)。（2）預(yù)應(yīng)力箱梁檢測技術(shù)研究①開裂區(qū)混凝土強度檢測開裂區(qū)混凝土強度是指有裂縫存在，其間距足夠大的區(qū)域混凝土，在受壓達到破壞極限時的應(yīng)力值，為分析預(yù)應(yīng)力箱梁開裂成因和加固設(shè)計提供依據(jù)。在通